1、2013-2014学年湖南省衡南县高一下学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 如图所示，一架飞机水平地匀速飞行，飞机上每隔 1s释放一个铁球，先后共释放 4个，若不计空气阻力，则落地前四个铁球在空中的排列情况是（ ） 答案： B 试题分析：飞机上释放的铁球做平抛运动，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以释放的铁球全部在飞机的正下方在竖直方向上做自由落体运动，所以相等时间间隔内的位移越来越大故 B正确， 考点：考查了平抛运动 （多选）有两颗人造地球卫星 a、 b在如图所示的轨道上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是 A a的周期比 b大 B a的向心加速度比 b小 C a的向心力比 b
2、小 D a的角速度比 b大 答案： AB 试题分析：由公式 得 ，故半径越大，周期越大， a的周期大于 b的周期， A正确；由公式 得 ，故半径越大，加速度越小，故 a的向心加速度比 b小， B正确；由于两者的质量不明，所以不能判断向心力的大小， C错误；由公式 得 ，故半径越大，角速度越小，故 a的角速度比 b小， D错误。 考点：考查了万有引力定律的应用 （多选）在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入 椭圆轨道 ，然后在 Q 点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道 。则 （ ） A该卫星的发射速度必定大于 11.2km/s B卫星在同步轨道 上的运行速度大于 7.9km/s C在轨道
3、 上，卫星在 P点的速度大于在 Q 点的速度 D卫星在 Q 点通过加速实现由轨道 进入轨道 答案： CD 试题分析： 11.2km/s是卫星脱离地球束缚的发射速度，而同步卫星仍然绕地球运动，故 A错误； 7.9km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据 的表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故 B错误；在轨道 上，由 P点向 Q 点运动，万有引力做负功，动能减小，所以 P点的速度大于 Q 点的速度，故 C正确；从椭圆轨道 到同步轨道 ，卫星在 Q 点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须
4、卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力所以卫星在 Q 点通过加速实现由轨道 进入轨道 ，故 D正确。 考点：考查了宇宙速度，万有引 力定律 （多选）如图所示，某同学在研究运动的合成时做了下述活动：用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动，运动中保持直尺水平，同时用右手沿直尺向右移动笔尖若该同学左手的运动为匀速运动，右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动，则关于笔尖的实际运动，下列说法正确的是 A加速度方向与速度方向夹角逐渐变大 B加速度方向与水平方向夹角逐渐变大 C单位时间内的位移逐渐变大 D速度变化率保持不变 答案： CD 试题分析：根据题意可知，笔尖做类平抛运动，根据
5、速度的合成可知，与笔尖的合速度的方向与加速度方向夹角逐渐变小的曲线运动，故 A错误；笔尖做加速度方向与水平方向夹角为零的曲线运动，故 B错误；笔尖做类平抛运动，在单位时间内的位移逐渐变大，故 C正确；笔尖的加速度不变，则在单位时间内的速度变化量也不变，故 D正确； 考点：考查了运动的合成和分解；加速度 （多选）以下是书本上的一些图片，说法正确的是 A.有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的 B.两个影子在 x， y轴上的运动就是物体的两个分运动 C.无论小锤用多大的力去打击弹性金属片， A、 B两球总是同时落地 D.做变速圆周运动的物体所受合外力 F在半径方向的分力大于
6、所需要的向心力 答案： BC 试题分析：有些火星的轨迹不是直线，是由于受到重力、互相的撞击等作用导致的，但擦落瞬间炽热微粒仍是沿砂轮的切线方向飞出的，故 A错误；两个影子在 x， y轴上的运动就是物体的两个分运动，故 B正确；平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，故无论小锤用多大的力去打击弹性金属片， A、 B两球总是同时落地，故 C正确；做变速圆周运动的物体所受合外力 F在半径方向的分力等于所需要的向心力 ，故 D错误。 考点：平抛运动；匀速圆周运动 中国著名篮球运动员姚明在一次投篮中对篮球做功为 W，出手高度为 h1，篮筐距地面高度为 h2，球的质量为 m。不计空气阻力，则篮球进筐时的动能为
7、（ ） A W mgh1-mgh2 B mgh2-mgh1-W C mgh1 mgh2-W D W mgh2-mgh1 答案： A 试题分析：对于篮球来说从由静止抛出到进入篮筐的过程中有人在投篮时对它做的功和它在上升过程中重力所做的功，根据动能定理可有 ，所以篮球到达篮筐时的动能 ，故 A正确。 考点：考查了动能定理的应用 质量为 m的小球，从离桌面 H高处由静止下落，桌面离地面高度为 h，如图所示，若以地面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及下落过程中重力势能的变化分别为 A mgh，减少 mg（ H-h） B mgh，增加 mg（ H h） C -mgh，增加 mg（ H-h） D 0，
8、减少 mg（ H h） 答案： D 试题分析：由于以地面为参考平面，所以小球落到地面上时重力势能为零，过程中重力做正功，所以重力势能减小 ，故选 D。 考点：考查了重力做功与重力势能变化 质量 m=4 kg 的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点 O，先用沿+x轴方向的力 F1=8N 作用了 2s，然后撤去 F1；再用沿 +y 方向的力 F2=24N 作用了 1s则质点在这 3s内的轨迹为 答案： D 试题分析：质点在 的作用由静止开始从坐标系的原点 O 沿 +x轴方向做匀加速运动，加速度 ，速度为 ，对应位移 ，到 2s末撤去 再受到沿 +y方向的力 的作用，物体在 +x轴方向匀速运动，
9、在 +y方向加速运动， +y方向的加速度 ，方向向上，对应的位移 ，物体做曲线运动再根据曲线运动的加速度方向大致指向轨迹凹的一向，知 D正确。 考点：考查了运动的合成和分解；牛顿第二定律 一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内运动，圆盘半径为 R，甲、乙两物体的质量分别为 M和 m（ M m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的倍，两物体用长为 L的轻绳连在一起， L R若将甲物体放在转轴位置上，甲、乙连线正好沿半径方向拉直。要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则圆盘旋转的角速度最大不得超过（两物体看作质点） A B C D 答案： D 试题分析：当绳子的拉力等于 A的最大静摩擦力时，角速度达到最大
10、，有所以 ， D正确。 考点：考查了圆周运动规律的应用 如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍， A和 B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时轮与路面没有滑动，则（ ） A A点和 B点的线速度大小之比为 1 2 B前轮和后轮的角速度之比为 2 1 C两轮转动的周期相等 D A点和 B点的向心加速度大小相等 答案： B 试题分析：轮 A、 B分别为同一传动装置前轮和后轮边缘上的一点，所以，故 A错误；根据 和 ，可知 A、 B两点的角速度之比为2 1；由 ，所以转速也是 2 1，故 B正确；据 和前轮与后轮的角速度之比 2 1，求得两轮的转动周期为 1 2，故 C错误；由 ，可知，向心加速度
11、与半径成反比，则 A与 B点的向心加速度不等，故 D错误。 考点：考查了匀速圆周运动规律的应用 某人在竖直墙壁上悬挂一镖靶，他站在离墙壁一定距离的某处，先后将两只飞镖 A、 B由同一位置水平掷出，两只飞镖插在靶上的状态如图所示（侧视图），若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A B镖的运动时间比 A镖的运动时间短 B B镖掷出时的初速度比 A镖掷出时的初速度大 C A镖掷出时的初速度比 B镖掷出时的初速度大 D A镖的质量一定比 B镖的质量小 答案： C 试题分析：飞镖 B下落的高度大于飞镖 A下落的高度，根据 得， B下降的高度大，则 B镖的运动时间长，故 A错误；因为水平位移相等， B镖
12、的时间长，则 B镖的初速度小，故 B错误， C正确；平抛运动的时间与质量无关，本题无法比较两飞镖的质量，故 D错误。 考点 :考查了平抛运动规律的应用 如图所示的两个斜面，倾角分别为 37和 53，在顶点两个小球 A、 B以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上，若不计空气阻力，则 A、 B两个小球平抛运动时间之比为（ ） A.1:1 B.4:3 C.16:9 D.9:16 答案： D 试题分析：对于 A球， 对于 B球， 所以 ，故 D正确。 考点：考查了平抛运动 实验题 在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。 （ 1）为了能
13、较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上： 。 （ a）通过调节使斜槽的末端保持水平 （ b）每次释放小球的位置必须不同 （ c）每次必须由静止释放小球 （ d）记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降 （ e）小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触 （ f）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 （ 2）若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为 L，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的 a、 b、 c、 d所示，则小球平抛的初速度的计算式为 v0 = （用 L、 g表示）。 答案：（ 1） ACE （ 2） 试题
14、分析：（ 1）通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故 A正确；因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故 B错误， C正确； 记录小球经过不同高度的位置时，每次不必严格地等距离下降，故 D错误 ；实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线故 F错误， E正确。 （ 2）在竖直方向上 ， ，则小球平抛运动的初速度考点：研究平抛运动的实验 某中学实验小组采用如图所示的装置探究功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器工作频率为 50Hz。 （ 1）实验中木板略微
15、倾斜，这样做 A是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑 B是为了增大小车下滑的加速度 C可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功 D可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动 （ 2）实验中先后用同样的橡皮筋 1条、 2条、 3条 ，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。把第 1次只挂 1条橡皮筋对小车做的功记为 W，第 2次挂 2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W， ；橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第 4次实验的纸带（如图所示，图中的点皆为计时点）求得小车获得的速度为 m/s（保留三位有效数字）。 答案：（ 1） CD（ 2） 2.00
16、 试题分析：（ 1）使木板倾斜，小车受到的摩擦力与小车所受重 力的分力大小相等，在不施加拉力时，小车在斜面上受到的合力为零，小车可以在橡皮筋松弛后做匀速直线运动，小车与橡皮筋连接后，小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功故 C、 D正确 （ 2）橡皮筋做功完毕后，小车所受合力为零，小车做匀速运动，相邻点间的距离相等，由图所示纸带可知，小车的速度： 。 考点：探究功与速度的关系实验 计算题 如图所示，一个人用一根长 1 m、只能承受 74 N 拉力的绳子，拴着一个质量为 1 kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心 O 离地面 h 6 m转动中 小球在最低
17、点时绳子恰好断了（取 g 10 m/s2） （ 1）绳子断时小球运动的角速度多大？ （ 2）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离是多少？ 答案：（ 1） （ 2） 8m 试题分析：（ 1）设绳断时角速度为 ，由向心力公式得， ， 代入数据得 . （ 2）绳断后，小球做平抛运动，其初速度 。 由平抛运动规律有 ， 得 水平距离 . 考点：考查了圆周运动，平抛运动 （ 1）开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期 T的二次方成正比，即 k是一个对所有行星都相同的常量将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量 k的表达式已知引力常量为 G
18、，太阳的质量为 M 太 （ 2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立经测定月地距离为 3.84108m，月球绕地球运动的周期为2.36106s，试计算地球的质量 M 地 （ G=6.6710-11Nm2/kg2，结果保留一位有效数字） 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：因行星绕太阳做匀速圆周运动，于是轨道半长轴 a即为轨道半径 r，根据万有引力定律和牛顿第二定律 有： G （ 2）在地月系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为 R，周期为 T1，由上面可得 解得 考点：开普勒行星运动规律的应用 下图为某小型企业的一道工序示意图，图中一楼为原料车间，二楼为
19、生产车间为了节约能源，技术人员设计了一个滑轮装置用来运送原料和成品，在二楼生产的成品装入 A箱，在一楼将原料装入 B箱，而后由静止释放 A箱，若A箱与成品的总质量为 M=20kg， B箱与原料的总质量为 m=10kg，这样在 A箱下落的同时会将 B箱拉到二楼生产车间，当 B箱到达二楼平台时可被工人接住，若 B箱到达二楼平台时没有被工人接住的话， 它可以继续上升 h=1m速度才能减小到零不计绳与滑轮间的摩擦及空气阻力，重力加速度 g 10 m/s2，求： （ 1）一楼与二楼的高度差 H； （ 2）在 AB箱同时运动的过程中绳对 B箱的拉力大小 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）对 M、 m组成的系统： 对 m: ， 解得 : （ 2）对 M: ；对 m: 解得 : 考点：考查了机械能守恒，牛顿第二定律
